摘要： 焦炉炉顶区虽为非生产区域，但炉顶区膨胀不均匀、炉顶区串火、拉条温度过高等现象成为困扰焦炉正常生产的主要问题。本文就各个焦炉砌筑炉顶区时出现的具有代表性的问题进行总结分析以引起生产、施工、设计等有关单位的重视。
关键字： 焦炉炉顶区串火膨胀
Abstract: Coke oven for non-production area is top area, but top area uneven, top area expansion of fire, braces and the high temperature phenomenon a problem the main problems of the normal production of coke oven. This paper coke oven masonry area of the top with each of the typical problems in the analysis to cause manufacturing, construction, design and other relevant unit attention.
Key Words: Coke oven, Top area, String of fire, inflation
中图分类号：TF538.6+1文献标识码：A 文章编号：
引言
焦炉本体是一个煤焦化企业的核心设施，其中炉顶质量问题而造成烘炉中炉顶区膨胀不均匀，炉顶区串火，拉条温度过高等情况是困扰焦炉正常生产的主要问题。本文将着重对焦炉炉顶区砌筑时关系到焦炉主体施工质量的若干个应注意的问题进行探讨，以引起生产、施工、设计等有关单位的重视。
1 焦炉工程概述
炼焦炉通常是由耐火砖和耐火砌块砌成用于使煤炭化以生产焦炭的炉子，主要由炉体和附属设备构成。无论焦炭、煤气、铵苯等企业，焦炉本体作为煤焦化企业的核心设施，与焦炉的正常生产息息相关，其中焦炉炉体主要包括炉顶、燃烧室和炭化室、斜道区、蓄热室等部分，并通过烟道和烟囱相连，如图1所示。炭化室中煤料在真空条件下受热变成焦炭。蓄热室位于焦炉的下部，利用高温废气来预热加热用的煤气和空气，从侧面向炭化室提供热量。斜道区是连接蓄热室和燃烧室的斜通道。炭化室、燃烧室以上的炉体称炉顶，其区有装煤孔和上升管孔通向炭化室，用以装入煤料和导出煤料干馏时产生的荒煤气，其厚度关系到炉体强度以及炉顶表面温度。尽管焦炉工程各式各样、结构复杂、对工程材料要求各有不同，但对焦炉本体的气密性要求较高，对焦炉的墙体尺寸和位置都要求非常严密，因此，为了保证煤焦化企业的生产效益和安全，不仅仅需要对蓄热室、斜道、炭化室等区域的施工质量进行严加控制，还要在炉顶区也应在施工过程中严控施工质量。
图1 焦炉本体结构示意图
2 焦炉炉顶区砌筑问题成因
蓄热室、斜道、炭化室等区域作为焦炉主体中重要的工作区域，其质量直接关系到焦炉日后的良好运行以及其使用寿命，也是煤焦企业最大限度地发挥炼焦炉的生产能力和最好的热工效率的关键，因此，对蓄热室、斜道、炭化室等区域的施工质量控制显得尤为重要，施工单位一般都会这些区域的施工严加控制，严格按照相关规范进行施工，以保证其施工质量，而对某些容易忽略的细节区域的施工质量的控制有所放松，问题特别突出的炉顶区，由于该区域的功能并未像蓄热室、斜道、炭化室等区域如此突出，由施工单位往往为了追求其利润而放松了对质量的要求，监理单位也监督不到位等原因可能造成在焦炉炉顶区施工即砌筑时产生质量问题。其原因主要可以概括为以下几个方面。
（1）由于施工单位为了追求利润最大化，一味地追求施工进度而忽略了工程质量，对炉顶区的施工排期较少；
（2）炉顶区作为非生产区，即被误认为非重点区域，无论施工单位、监督单位，乃至建设单位都对其质量有所放松，在炉顶区的施工存在着省略预砌筑、选砖等施工步骤以致出现耐火砖的正负公差不相符、灰缝尺寸不可控等现场。其实对于整个焦炉工程而言，保证每个工程细节的质量才能保证焦炉日后运营的安全和高效。炉顶区对于整个焦炉工程而言并不是非重点区域，其质量问题可能会致使烘炉中炉顶区膨胀不均匀、炉顶区串火、拉条温度过高等现象产生，这些现场将会成为困扰焦炉正常生产的主要问题。
3焦炉炉顶区砌筑时的注意事项
根据本文第2节所述，焦炉炉顶区砌筑时容易存在一系列原因以致于产生炉顶区的质量问题，从而影响了焦炉工程的整体，乃至煤焦企业的安全生产及发展，因此，本文本节将对焦炉炉顶区砌筑过程中的注意事项进行总结分析，其主要包括以下几个注意事项。
（1）在砌筑炉顶区炭化室盖顶砖时，由于炉顶区炭化室盖顶砖相当于半简支半固定梁的受力，承受着炉顶大部分的重量，在砖体受剪力和弯矩的共同作用下，其中部会出现较大的拉剪应力。这种拉剪应力若超出了炉顶区炭化室盖顶砖的强度（如跨顶砖本身强度不强、跨顶砖存在横向裂纹等）时将有可能拉断砖体，因此，为了避免该类现象的产生，必须保证炉顶区炭化室盖顶砖的强度，对跨顶砖必须进行严格细选，禁止使用质量疏松或者存在横向裂纹的砖。除此之外，炭化室作为重要的生产区域，煤料是在该区域中在真空条件下受热变成焦炭的，若其顶部砌筑不平整可能会导致炉体烘炉在升温过程中由于墙体膨胀不均匀而使得炉顶区炭化室盖顶砖一头翘起而拉断水平砖缝而造成串火，也可能导致砖的受力面积减少而使砖体极易受到破坏。通常情况下，需要保证相邻炭化室墙的标高差最大不能超过4 mm。
（2）在炉顶区通常设有看火孔墙，用以在生产中对立火道进行测温。其中施工的关键是保证孔洞涨缝，即设置2mm涨缝，以及保证看火孔和烘炉孔内壁光滑、砖缝大小均匀、灰浆饱满、上下层无错台。若烘炉孔前后两层的洞口未对齐，将使得洞孔断面积减小以致对烘炉热量流动产生影响，而保证砌体的灰浆饱满度在95%以才能防止看火孔部位串火，以致无法对立火道进行测温。
（3）炼焦过程是处于高温的生产过程，需要整个焦炉主体具有良好的膨胀平衡能力，对于整个炉顶区而言，砌体的膨胀量主要由膨胀缝吸收平衡。如何合理有效的设置膨胀缝对炉顶区的质量是至关重要。通常情况下，施工单位直接采用夹马粪纸砌筑的方法。这种方法无法保证膨胀缝的平直度、宽度以及清洁度。在炉顶区炭化室盖顶砖两侧设置宽10mm的膨胀缝时，需以样板代替马粪纸以保证其平直度和宽度，去样板以干净锯末填缝，以20mm-30mm沥青封口以保证砖后期充分膨胀。在看火孔墙上每个看火孔之间应设置膨胀缝时，膨胀缝通常为2mm，需在砌筑看火孔墙时要先保证膨胀缝的位置和尺寸，再用灰缝调整每个单元的看火孔墙体，看火孔之间的单元墙体一定要靠紧，马粪纸单面要涂上灰浆，夹入膨胀缝中，从而避免因只夹马粪纸而可能造成宽度过大，在热态膨胀时因缝隙合不拢而串火，烧横拉条等现象。在看火孔墙两侧6 mm宽的膨胀缝时，需保证马粪纸无漏铺，接头处紧密衔接，以防止泥浆挤入膨胀缝内。
（4）在砌筑看火孔墙与轨道墙、除尘孔墙间的轻质保温砖时，施工单位应该严格按照设计和规范要求，防止碎砖砌筑、干铺、空铺、随意处理加工砖等错误施工方式，以致整个砌体间存在空隙、孔洞，若看火孔墙出现串火，那么串火将在保温砖的空隙中迅速蔓延而造成区域性全部串火，保温砖将最终融化塌陷而失去隔热作用，最终炉顶区温度过高，炉顶表面坑洼不平，进而引发炉体膨胀不均匀等一系列影响炼焦正常安全生产的问题。
焦炉工程所涉及的材料各式各样，尤其是炉顶区部分，其使用的耐火材料种类繁多，各种砌砖都各有不同，应需通过在炉顶区部分进行预砌以保证在砌筑中掌握好砖的正负公差搭配、灰缝大小以及组合顺序，从而保证消烟除尘孔内壁光滑，消除施工中经常出现的灰缝过大或过小，砌体表面出现错台等质量通病。
4 结语
焦炉工程作为工业建筑工程，其本身设计结构是保证它的使用寿命、使用功能以及使用安全的关键前提，同时焦炉生产后的热工管理、生产操作、原料煤性质、机械维修等是其的保证。除此之外，焦炉工程的施工质量与焦炉质量息息相关，直接影响到焦炉质量，是其具有良好使用功能、完整的使用寿命以及使用安全的前提。
在焦炉工程施工过程存在着许多问题，如夜间施工、砖的清洁度、膨胀缝填充料等。这些问题都将影响到工程质量。本文在分析了焦炉工程中属焦炉炉顶区砌筑过程最容易受施工单位放松质量控制而导致工程质量问题，因此，就各个焦炉砌筑炉顶区时出现的具有代表性的问题进行总结分析以引起生产、施工、设计等有关单位的重视。
参考文献：
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[2]白保平，焦炉砌筑中应注意的若干问题[J]，科技情报开发与经济，2005，15（24）：225-226
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